Description:

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. П.П. ШИРШОВА, А.ИЛисицын, Лавинная седиментация и перерывы в осадконакоплении в морях и океанах, МОСКВА "НАУКА" 1988, УДК 551.35.552.143. Лавинная седиментация и перерывы в осадконакоплении в морях и океанах АЛисицын - M.: Наука, 1988, 309 с., ISBN 5-02-003334-0. На основе новых данных по сейсмостратиграфии, глубоководному бурению океанов, при изменении современных методов геофизики и геохимии удалось установить, что главные массы осадочного вещества Земли концентрируются не на континентах, как было принято считать, а на дне океанов. Распределение осадочного вещества здесь крайне неравномерно: главная его часть (более 90%) сосредоточена в узких поясах, общая площадь которых не более 10% от площади дна океана. Именно в океане происходит концентрация наибольших масс осадочных отложений, причем этот процесс управляется своими особыми, ранее не изученными законами. Быстрая седиментация в одних местах идет одновременно с образованием дефицита осадочного вещества и образованием перерывов в других местах. В книге впервые описано это явление быстрого и сверхбыстрого осадконакопления - явление лавинной седиментации, которое приводит к возникновению крупнейших на Земле скоплений осадочного материала, формированию месторождений нефти и газа. Установлены основные закономерности лавинной седиментации и тесно связанных с ней перерывов в осадконакоплении, сформулированы основы учения о перерывах, описаны осадочные темы. Табл. 11. Ил. 165. Библиогр.: 533 назв. Рецензенты: Н.А. Айбулатов, А.И. Конюхов © Издательство "Наука", 1988 ВВЕДЕНИЕ Последние два десятилетия были годами интенсивного изучения Мирового океана. Полученные в ходе этих работ данные привели к революции в геологии, коренным образом изменили представления о строении и истории развития нашей планеты. Особенное большое значение имели геофизические исследования, в частности, сейсмоакустические, магнитометрические, гравиметрические, а также детальное изучение дна с помощью многолучевых эхолотов, локаторов бокового обзора, установленных на надводных судах и на буксируемых у дна аппаратах. Поворотным этапом в развитии науки об океане были постановка в 1968 г. и широкое развитие глубоководного бурения с прохождением всей осадочной толщи на дне океанов и проникновением в базальты его ложа. В настоящее время в пелагиали Мирового океана - от Арктики до Антарктиды - пробурено более 1000 скважин. Наступление на океан велось в эти годы и со сто роны берега: все большее число разведочных и промысловых скважин проходилось не только на шельфе, но и на значительных глубинах материкового склона. К 1983 г. их общее число превысило 100 тыс., а глубина проникновения в осадочную толщу на дне достигает 4—5 км и более. Бурение на шельфе обеспечивается детальными геофизическими исследованиями. Эти работы имеют большое экономическое значение. Уже сейчас каждая третья тонна нефти извлекается со дна морей и океанов, а по прогнозам к концу столетия осадочная толща океана станет главным источником добычи нефти и газа. Изучение кернов бурения дополняется также недавно открывшейся новой возможностью прямого изучения (картирования и опробования) естественных обнажений на дне океана с обитаемых подводных аппаратов. Такими аппаратами являются, в частности, ПО А "Пайсис" института океанологии АН СССР, с борта которых проведены геологические исследования дна сначала озера Байкал, а затем Красного моря, хребтов и рифтов Атлантического океана, рифта Таджура в Индийском океане, гидротермальных источников и полиметаллических сульфидов хребта Хуан-де-Фука и дна Калифорнийского залива. С подводных аппаратов на больших глубинах впервые удалось изучить тонкие взаимоотношения между породами, контактные нарушения и проводить другие виды исследований, которые ведет полевой геолог на суше. Особенно эффективной является работа с подводных аппаратов с применением комплекса опережающих геофизических и новых геохимических методов. В эти же годы коренным образом изменились также и методы литологических исследований в океане, поскольку с внедрением бурения и исследований с борта подводных аппаратов открылась возможность изучения осадочных отложений возрастом до 150—160 млн лет. Морская геология стала, таким образом, наукой не только о современном, но и о древнем океане. Появилась новая отрасль наук о Земле - палеоокеанология (океанология океанских бассейнов геологического прошлого). Коренным образом изменились и методы изучения современного осадконакопления. Все шире стали внедряться количественные методы, в особенности метод абсолютных масс, обоснованный не только биостратиграфией, но и комплексом независимых методов: радиометрических, палеомагнитных, изотопных и др. В дополнение к количественным методам изучения осадков применены новые методы количественного изучения океанской взвеси (потоки взвеси), эоловой взвеси (потоки аэрозолей), взвеси, заключенной во льдах высокоширотных областей (потоки криозолей). Все эти и другие новые исследования, одно перечисление которых заняло бы много места, привели к появлению принципиально новой фактической базы, о которой даже десять лет назад не приходилось и мечтать. Достаточно сказать, что только научные отчеты глубоководного бурения в океане исчисляют сейчас около 100 томов (более 100 тыс. страниц), а также многие тысячи статей, сотни монографий. Еще больше данных получено при бурении на шельфах и континентальных склонах. Все более насущной становится необходимость обобщения разрозненных новых фактов и их сопоставление с уже известными и определение важнейших закономерностей. В ходе исследований осадков несколькими независимыми методами было установлено, что мощность осадочных отложений в пелагиали океана удивительно мала - в ряде мест она составляет первые метры и практически нигде не превышает 500—700 м (Лисицын, 1974, 1978, 1984). Выявляется, таким образом, дефицит осадочного вещества в конечном водоеме стока - в пелагиали океана, ее осадочная дистрофия. В то же время по периферии океана обнаружены участки сравнительно небольшой протяженности, где мощность осадочных образований достигает 10—15 км, т.е. того же порядка, что и в геосинклиналях на континентах. Такие автономные скопления осадочного вещества в конечном водоеме стока - осадочно-породные бассейны - были выявлены в устьях ряда крупных рек, а также, у основания континентального склона. Сопоставляя собственные и опубликованные данные, автор этих строк высказал мысль, что именно здесь, в местах с исключительно быстрым накоплением осадочного материала, расположены главные скопления осадочного вещества на Земле (Лисицын, 1980). Очень быстрая (более 100 мм/тыс. лет) и сверхбыстрая (более 1000 мм/тыс. лет) седиментация, которую можно сопоставить с лавинным накоплением снега в горах (или с лавинными электронными процессами, ураганными концентрациями элементов в геохимии), была названа автором лавинной седиментацией. Установлено, что при повышении скорости седиментации происходит скачкообразный переход количества в новое качество - возникают отложения с большим содержанием воды, обычно также органического вещества, с незавершенными геохимическими процессами. Высокая влажность приводит к большой подвижности новых образованных отложений, их способности стекать или обрушиваться в виде обвалов даже с пологих склонов, развитию разного вида гравитационных потоков и связанных с ними осадочных образований - гравититов. Гравитационное перемещение осадочного вещества становится в них преобладающим, оно идет с верхних гипсометрических уровней дна океана на нижние. Эти явления более всего приурочены к континентальному склону - крупнейшей тектонической структуре Земли, которая разделяет области развития континентальной коры от океанской. Средняя высота континентального склона составляет около 3—4 км, а средний угол наклона 3—6° и более. В ряде мест склон представляет собой почти вертикальный обрыв многокилометровой высоты. Рыхлые осадки не удерживаются на подводных склонах крутизной более 1—1,5°, известны случаи перемещения полужидких осадков при еще меньших наклонах дна (при 0,25°). Поэтому материковый склон - его общая протяженность составляет около 350 000 км - представляет собой как бы гигантскую "фабрику" гравититов всех разновидностей: от обвалов и осыпей до низкоплотностных турбидных потоков и контуритов. В этом убеждают данные по объемам некоторых отложений гравититов, например, подводных оползней. Детальные исследования последних лет показали, что у основания континентального склона на долю оползней приходится обычно от 20 до 40% от осадков, а в Бискайском заливе они занимают до 95% от осадков (Кепуоп, 1987). Объем крупных оползневых тел нередко в сотни раз превышает суммарный годовой твердый сток с континентов в океан (около 12 км3). Например, оползень Сторегга на склоне Норвегии имеет объем около 3900 км3, а его площадь больше площади Бельгии. Дальность горизонтального перемещения оползневых тел нередко достигает 500 км. Сходные образования известны не только на дне океана, но и в геологических разрезах континентов, их называют олистостромами и олистостримами. Оползни и обвалы - это родоначальники других видов гравититов, которые возникают при смешивании осадочного вещества с водой в ходе движения оползневого тела по крутому обрывистому многокилометровому обрыву - материковому склону. Потоки разжиженного осадочного вещества, сходные с селями горных областей, по современным данным, занимают до 40% отложений у основания континентального склона. В отличие от гравититов ближнего действия (дальность до 400—500 км), они - обвалы и оползни - проникают на 1000 км от склона, гравититы же дальнего действия - турбидиты - проникают в океан на 1000 и 2500 тыс. км от основания склона. При еще большем разбавлении осадочного вещества возникают контуриты, перенос тонкого материала в н' Ключевые слова: движение, континентальный склон, осадочный дистрофия, поверхностный слой, сопостав ление, рядок, процесс, уплотнение осадок, масса, ю ш, турбидеть, ско рости, нижний, тяжелый жидкость, склон, особенность, лавинный седиментация, газ, мине ральный, береговой линия, взвесь, глинистый, метод, движе нии, площадь, ско рость, осадочный вещество, возникнове нию, осадочный материал, осадочный, изменение уровень, кг, датский пролив, глобальный, кон центрироваться, связанный, осадок, ручеек впадающий, бурение, уровень океан, значитель ной, объём, кон тинент, кругло годичный, уровень, вещество, окраина, осадки, дельта, форма, плита, континент, образ, просле жена, активный окраина, кодина, частица, -м ор, океанский, косой слоистость, предел, донный осадок, балансный подсчет, развитие, место, песок, личественно, основание, абиссальный равнина, вып, система, мочь, скорость, образование, сток, область, поровым давление, океан, глобальный уровень, ископаемый, земля, геологический, тип, связь, гравитит, нефть, вынос, материал, пассивный окраина, мутти, сросток зерно, содержание, слу чай, недра, накопление, обычный, количество, жёлоб, крайний мера, при водиться, кривая, возраст, устье, таяние ледник, закономер ность, лавина, км, речной сток, зона, лисицын, фаза нефтеобразование, конус вынос, разрез, условие, значительный, личие, вторая уровень, активный, такая образ, отражающий слои, вынос амазонка, мощность, скорость седиментация, млн, порода, толща, планктонный фораминифер, аккреционный призма, сила, изучение, намывной вал, дно, значение, слой, этап, рас положенный, лабрадорский котловина, ряха, поверхность, глубоководный, кон центрация, придонный слой, вод, современный, состав, индийский, малый, органический вещество, бассейн, даль ность, мир, воды, максимальный, море, рис, ось абсцисса, канадский щит, зна чение, иссле дование, береговой зона, шельф, полезный ископаемый, конус, перерыв, морской геология, нормальный седиментация, кривой вейл, климатический циркумконтинентальный, поверхностный вод, островной дуга, объем, оползень, батя окисел, органический углерод, пелит, каньон, течение, исследование, ен н, обра зом, вода, область лавинный, подводный, берег калифорния, тело, глубина, распределение, осадочный-породный бассейн, время, верхний, осадка, ньюфаундлендский банк, биогенный, изд, изменение, соколов, год, разрешающий способность, геодинамическа обстановка, ор ы, седиментация, при менением, поток, глобальный кривой, река, геохимия, лавинный, размыв, перемещение, фомин, механический дифференциация, турбидит, градационный слоистость, ронов, желоб, геология, сейсми ческий, отложение, опре деляться, последний, разы, осадочно-породный бассейн, ряд, у-образную форма, совре менный, полевой шпат, осадочный толща, континентальный, уров, хребет, участок